县南沟流域农业产业-资源系统耦合过程模型的建立与分析

针对黄土丘陵区农业产业—资源系统演变轨迹发生变化的现实,参照农业生态经济系统耦合过程模型,建立农业产业—资源系统耦合过程模型。并对模型参数(k1,k2,k3,k4)的变化过程及其代表的生态经济意义进行重点讨论,在此基础上对县南沟流域进行了实证。结果表明:不同参数k值组合,形成了不同的农业产业—资源系统互动关系。退耕后,县南沟流域资源所依赖的环境系统的提升空间现已达到极限,产业发展未建立在对资源的合理、有效利用上。现阶段资源系统发展态势与资源系统演化速度和产业系统演化速度都成负相关,产业系统发展态势与资源系统演化速度和产业系统演化速度都成正相关。将碳汇产业融入系统后,可使资源系统演化速度提升2.56倍,若通过"轮牧+舍饲"养殖模式进一步改良,可使资源系统演化速度提升4.66倍,使得资源得到合理、高效利用,加速产业结构优化升级。     

基于清洁发展机制的县南沟流域商品型生态农业系统优化

针对县南沟流域因资源利用率低导致的农业产业与农业资源系统运行相悖,商品型生态农业系统链网结构不完整等问题,在清洁发展机制(CDM)理念下,根据可能发展路径,设置了商品型生态农业发展的3个阶段5种情景并进行了系统优化。结果表明,商品型生态农业系统优化后,经济效益得到了不同程度提高,土地利用结构发生了重要变化。阶段Ⅰ(情景A)、阶段Ⅱ(情景B1,B2)、阶段Ⅲ(情景C1,C2)的经济效益比现实状况分别提高了34.4%,53.0%~55.2%,72.8%~73.7%;基于CDM下的农业经济系统与农业生态系统优化耦合阶段的农林牧土地利用结构为1:12.6:4.4,林地比重较阶段Ⅰ、阶段Ⅱ提高了;商品型生态农业系统发展过程表现出"现状发展态势→农业生态经济系统链网构建阶段→农业经济系统与农业生态系统优化耦合阶段"的发展趋势。     

黄土丘陵区县南沟流域农业产业-资源系统链网结构分析

针对黄土丘陵区农业产业—资源系统链网结构发生重要变化的现实,对县南沟流域退耕以来农业产业—资源系统链网结构变化过程以及演变路径进行了分析。结果表明:农业产业—资源系统链网结构变化过程可以划分为四个阶段:（I）生态系统修复阶段→（Ⅱ）经济系统（结构）适应阶段→（Ⅲ）农业产业—资源系统相悖阶段→（Ⅳ）农业产业—资源系统优化耦合阶段,系统已经经历了I、Ⅱ、Ⅲ阶段,现处于第Ⅲ阶段。在这个过程中农业资源系统得以恢复重建,农业产业系统结构逐渐调整,经济效益逐年上升,然而产业系统与资源系统并未达到协调发展状态,目前林草资源丰富且未得到合理、有效利用,因此需要进一步优化农业产业—资源耦合系统结构,以促进区域可持续发展。同时,还可以得出:农业产业—资源系统链网结构可通过资源环境、农业资源、农业产业、经济效益予以表征。     

陕北退耕区农业产业-资源系统耦合机制演变过程分析

农业产业—资源系统耦合机制是通过改变农业资源利用的强度和方向来调控农业产业—资源系统的运行路径。根据人类需求目标的差异,将耦合机制划分为单一线型耦合机制、多维链型耦合机制、网型耦合机制3种类型。结果表明:近80年来,纸坊沟流域农业产业—资源系统先后经历了单一线型耦合机制和多维链型耦合机制的调控,系统目标由单一生产粮食为主的经济效益转化为生态、经济效益并重,农业产业—资源系统耦合态势发生重大变化。但是,目前农业资源未得到有效利用,农业产业—资源系统中的碳汇功能也未转化为经济效益等。因而,需要构建新的良性耦合机制——网型耦合机制,进而实现区域农业产业—资源系统的可持续发展和退耕区生态文明建设的目标。     

不同优化情境下的县南沟流域商品型生态农业系统耦合关系

在对县南沟流域退耕还林工程实施后商品型生态农业系统现状耦合态势分析的基础上,以该流域商品型生态农业系统优化方案为基础,利用耦合过程模型,预测了系统在链网构建阶段、农业经济系统与农业生态系统优化耦合阶段的耦合关系。结果表明:自退耕还林工程实施以来,县南沟流域商品型生态农业系统一直处于协调化发展阶段,且农业生态系统与农业经济系统的综合指数均不断增加。当农业生态系统达到自我调节临界点时,在现状发展态势下农业经济系统演变速度为 V_En（t）=0.0673El（t）,商品型生态农业系统链网构建阶段农业经济系统演变速度为V_En（t）=0.0913El（t）,农业经济系统与农业生态系统优化耦合阶段农业经济系统演变速度为 V_En（t）=0.0999El（t）,系统链网的完善、资源的合理高效利用以及碳汇林业的发展解决了商品型生态农业系统健康、持续发展的问题,同时提高了系统功能。     

退耕区农户生计策略与农业产业-资源系统耦合机制的演化过程分析——以纸坊沟流域为例

退耕还林(还草)工程的实施改善了区域生态坏境,而增加的林草资源并未得到相关产业的有效利用,退耕区农业产业—资源系统相悖态势存在,阻碍了该区农业的发展及经济水平的提高。从农户生计策略变迁视角研究了农业产业—资源系统的变化,可揭示农业产业—资源系统耦合机制及其作用路径,进而有效促进农业产业—资源系统的良性耦合。结合国内外相关研究,对退耕区域农户生计策略与农业产业—资源系统耦合机制进行了理论分析,并选取退耕区典型代表流域——纸坊沟流域进行了实证。结果表明:(1)农户是农业产业—资源耦合系统的动力源,农户生计策略与系统耦合机制互制互动,农户生计策略受制于所拥有的生计资本和农业产业—资源系统耦合机制,系统耦合机制又服务于生计策略,二者的主要驱动要素是生计资本、国家政策和农户经营理念。(2)农户生计策略包括自然型生计策略、扩张型生计策略、多样化生计策略、集约化生计策略和迁移型生计策略,纸坊沟流域先后经历了前4种生计策略。其中,自然型生计策略与系统耦合机制协同一致,其他3种生计策略与系统耦合机制总体上相协调,但局部驱动要素间出现冲突。(3)目前纸坊沟流域仍是集约化生计策略,其主要问题是大量林草资源未得到利用,资源禀赋与国家政策未达到有效耦合。因此,需考虑农户的生计策略,建立良性耦合机制,尽量将生态效益与农户的经济效益相结合,促使资源优化配置,实现农业产业—资源优化耦合。     

纸坊沟流域农用地生态经济系统优化耦合模式研究

针对纸坊沟流域农用地生态经济系统相悖的现实,提出系统可能出现的3种耦合情景模式,即现状情景、"舍饲+轮牧"情景以及停止退耕情景。采用线性优化法,对不同情景下系统的发展状况进行优化模拟并加以比较,最终提出适合该区域发展的最优耦合模式。通过计算得到现状情景、"舍饲+轮牧"情景以及停止退耕情景(包括按现状发展和"舍饲+轮牧"两种情景)下农民的人均收入分别为3 566.83,4 802.31,4 660.88,4 772.88元/人,结果表明"舍饲+轮牧"是纸坊沟流域农用地生态经济系统耦合最佳农用地利用方案。该情景下不仅增强了资源与产业的关联度,同时也在保证现有生态环境的前提下,大大增加了农民的收入。但依照国家的政策,停止发放退耕补贴也是极有可能出现的,如果能够在退耕后继续"舍饲+轮牧"的管理制度,流域的经济发展也不会受太大的影响。     

纸坊沟流域农用地生态经济系统耦合关系研究

农用地生态经济系统的耦合态势是依据农用地资源与农业产业之间的循环链网结构予以表征的。该文基于农户尺度,采用耦合关联度和系统耦合度模型对纸坊沟流域农用地生态经济系统耦合关系及耦合态势进行了分析。结果表明:(1)农用地生态经济系统的耦合表现为农用地资源对农业产业的约束和农业产业对农用地资源的胁迫作用。耕地地块数、牧草利用率、化肥施用量、人口密度、人均耕地、可灌溉率是约束纸坊沟流域农业产业发展的主要因素;产业收入效应是影响农用地资源布局与利用的重要因素;(2)基于抽样调查的流域样本耦合度值基本介于0.5～0.8,系统耦合发展处于磨合耦合态势;(3)地理条件和农用地资源的分布状况成为影响农户农业生产的重要因素,同时也对农业产业的发展产生着制约作用,而相关的国家政策也对区域产业的发展起着重要的引导和制约作用。     

基于结构方程模型的安塞县商品型生态农业系统耦合关系

依据农户调查数据,运用结构方程模型分析了安塞县及其南、中、北商品型生态农业系统耦合关系,结果表明:农业资源与农业产业是商品型生态农业系统耦合的核心,但由于生态环境改善未对系统耦合起到基础或支撑作用,使得资源与产业局部相悖。从安塞县整体而言,生态环境直接影响系统耦合,但其标准化系数却是-0.11,导致农业资源与产业态势标准化相关系数只有0.46,使系统耦合对经济效益的影响强度较弱,即退耕还林还草工程的实施改善了生态环境,但环境改善所增加的农业资源量并未得到相关产业的有效利用,系统耦合效果不显著;就安塞县南-中-北而言,其商品型生态农业系统耦合模式类型分别为"林区养殖业-果业-设施农业"、"经济林-果业-设施农业"和"畜牧业-特色农产品-经济林",由于养殖业与林草资源未形成有效产业链,相比较北部耦合效果较好。针对农业资源利用率低的现实,在商品型生态农业建设过程中需要强化草畜业,发展优质果业及精、细、密型种植业,完善商品型生态农业系统链网结构,实现农业产业与资源的优化耦合。     

基于碳汇生产理念下的县南沟流域退耕还林工程实施效果评价

县南沟流域是黄土高原的典型退耕区,退耕还林工程改变了其土地利用结构,从而对流域碳汇量及碳汇生产格局产生了重大影响。该文以此为切入点,根据各种土地利用类型特点,采用相应模型估算出县南沟流域1999—2012年林地、草地、园地、耕地和建设用地的碳汇量与碳源量,通过分析流域碳汇的变化,对退耕还林工程实施效果进行评价,以期为退耕还林工程评估方法的完善提供支撑。结果表明:退耕还林工程显著增加了碳汇量,使农户成为实际的碳汇生产者;林地是主要的碳汇用地,林地固碳量随林地面积增加增长迅速;耕地固碳量在耕地面积减少的情况下通过耕作方式和种植结构的改变维持稳定;不同区位、不同退耕力度形成土地利用结构差异,导致碳汇差异;实证结果同时表明,退耕林草地是CDM框架下主要碳汇生产来源,近期应注重提高退耕林质量,并减少农业生产中的化肥用量、增施有机肥。通过建立碳交易机制,将碳汇商品化,可进一步提高退耕还林工程效应,稳固退耕还林工程成果。     

县南沟流域种植业生态价值的测算与分析——基于碳汇视角

基于碳汇视角,用实地测量和农户调研数据测算了县南沟流域种植业的净碳汇量及其价值,以此表征种植业可实现的生态价值。结果表明:2001—2014年,种植业的生态价值总体上呈稳步递增趋势,由2001年的35.34万元增至2014年的901.71万元;种植业价值的演变过程可分为三个阶段,第一阶段（2001—2004年）,经济作物 > 粮食作物 > 苹果园;第二阶段（2005—2010年）,经济作物 > 苹果园 > 粮食作物;第三阶段（2011年至今）,苹果园 > 经济作物 > 粮食作物;苹果园、粮食作物、经济作物生态价值占生态经济总价值比例的均值分别为58.22%,31.19%,3.60%,突显了生态价值的重要作用,为此在农业生产中,应综合考虑生态价值和经济价值来优化种植结构,发展低碳农业。     

水土保持背景下黄土丘陵区农业产业-资源系统耦合关系研究—— 基于农户行为的视角

为明确黄土丘陵区水土保持政策对农业产业、农业资源之间的互动关系及作用路径的影响,选择典型代表县域陕西省吴起县,基于农户行为的视角构建了农业产业资源系统耦合关系结构方程模型。首先设定水土保持政策、农户行为、农业资源环境、农业产业发展、耦合状态的5个潜变量及其所对应的观测变量,根据对研究区农业产业资源系统耦合关系的感性认识,提出了9个假设,在此基础上设计农业产业资源系统耦合关系模型,检验结果表明,建立的模型能有效地揭示研究区水土保持背景下农业产业资源系统耦合关系。模型运行结果表明:水土保持政策显著改善了区域农业资源环境条件(路径系数为0.62),政策与其生态目标相吻合,但对农户资源利用及产业经营的正向行为产生了抑制作用(路径系数为0.22),政策与农户行为间存在着激励不相容。在系统耦合过程中,农户行为不仅直接影响系统耦合状态(路径系数为0.42),同时通过促进农业产业发展而间接影响耦合状态(间接路径系数为0.61×0.35=0.21),农户生产决策行为构成系统耦合关系中重要的中介,成为影响系统耦合的关键;由于政策对资源利用的强制规定以及对农户行为的抑制作用,农业资源环境对农业产业发展未起到支撑作用(路径系数为0.24),二者之间存在局部相悖。基于以上结果,在黄土丘陵区区域发展中应充分利用现有资源环境条件,实现农业产业与资源的优化耦合。     

退耕还林工程实施后陕北安塞县商品型生态农业建设的阶段性分析

依据耦合协调度判定标准,结合相关理论研究,分析了安塞县商品型生态农业3个阶段与农业生态-经济系统和产业-资源子系统耦合协调度值的对应关系。结果表明,随着退耕还林工程的实施,安塞县商品型生态农业建设成效显著,系统综合发展指数由1999年的0.275 2增长到2010年的0.719 5;农业生态-经济和产业-资源系统的耦合协调度经历了先下降(1999-2001年)后增长(2002-2010年)的发展过程,但是,农业产业-资源子系统的耦合协调关系明显滞后于农业生态-经济系统;相应地,安塞县商品型生态农业建设先后经历了第Ⅰ阶段的生态系统结构建造时期和农业产业结构调整时期,并于2010年开始向第Ⅱ阶段(完善农业系统循环阶段)过渡。生态系统的改善和农业产业结构的调整促进了农业经济的快速增长,但是,相关产业的发展并未合理有效地利用农业生态资源。因此,应合理调整农业产业结构,完善系统链网结构,改变农业产业与资源的局部相悖态势,促进商品型生态农业系统的快速发展。     

黄土丘陵区流域农业生态经济安全问题初探

流域农业生态经济安全系指满足流域生态经济可持续发展的一种态势，包含了3个层次的内容，具有3个重要特征。依据黄土丘陵区流域发展现状，农业生态经济安全状况可以划分为4个等级：安全、亚安全、不安全、极端不安全，大部分流域处于亚安全或不安全态势；以纸坊沟流域为例，分析了系统在亚安全态势下的具体表现。针对系统亚安全或不安全态势下的主要问题，提出了对策建议：发展商品型生态农业，强化产业与资源的耦合关系；调整产业结构，促进产业优化升级；建立流域农业生态经济安全预警系统．及时调整系统外物、能输入。     

吴起县农业生态经济结构耦合发展模式及耦合效应研究

依据吴起县资源特征、农村经济现状,提出了丘原(涧)生态农业、丘陵沟壑林草恢复和梁峁川农果加工经营等3种最佳的农业生态经济耦合发展模式;根据耦合原则,并通过线性规划,合理利用各种结构要素在系统内相互的耦合作用,得到耦合发展的最佳农业生产结构;通过农业生态经济结构耦合,协调产业和资源(量)的关系,从根本上解决资源短缺和浪费并存问题。     

安塞县水土保持对农业资源—产业耦合系统的影响

针对水土保持工程实施后农业资源—产业系统的变化情况,运用耦合度模型,对安塞县水土保持系统和农业资源—产业系统及其子系统耦合演变过程进行了分析.结果表明:水土保持和农业资源产业耦合系统演变过程可划分为4个阶段:Ⅰ.水土保持与农业资源—产业系统协调化发展阶段;Ⅱ.水土保持与农业资源—产业系统耗损发展阶段;Ⅲ.水土保持系统退化限制农业发展阶段;Ⅳ.水土保持系统退化农业系统掠夺式发展阶段.安塞县先后经历了Ⅰ,Ⅱ阶段,目前处于第Ⅱ阶段.由于农业系统内部资源、产业协调耦合效率不高,导致农业系统发展潜伏着较大危机,为此,需要在巩固水土保持成果的前提下,通过农户行为优化和政府政策科学导向调整资源、产业结构,避免资源的结构性剩余,形成农业系统内部良性耦合.     

生态-经济权衡下国家中心城市土地利用优化配置——以武汉市为例

因国家中心城市的建设,武汉市在经济迅速发展的同时,生态环境面临严峻挑战。如何权衡生态保护与经济发展是区域土地利用优化配置的关键。以生态-经济综合效益最大化为目标,设置了经济优先情景、生态优先情景和综合发展情景,对比和分析了土地利用优化配置结果。结果表明:(1)2000—2018年耕地、林地大量减少而建设用地迅速扩张。经济优先情景下该趋势更加明显,水域也持续萎缩。而生态优先情景下林地和水域实现增长,建设用地扩张受到约束。(2)从土地利用结构优化上看,相较于其他情景单方面地偏于生态或经济,综合发展情景下武汉市生态-经济效益均能得到提升,其耦合协调度高于其他情景,新城区普遍优于中心城区。(3)从土地利用布局上看,综合发展情景下武汉市建设用地的适度扩张保障了城市经济的稳定发展,同时注重对林地和水域等生态用地的保护,景观破碎化程度较低且布局较为规则。因此,综合发展情景能兼顾生态-经济目标,促进区域高质量发展,同时也能为其他国家中心城市的发展提供借鉴。     

隆德县清流河生态清洁流域治理模式探讨

宁夏的水土保持工作长期处于“治理-贫穷-破坏-治理”的恶性循环,这种状况已严重制约了当地的经济和社会发展。清流河流域“顶部生态保护利用、中部生态经济开发、底部生态景观休闲”的治理模式,把生态文明建设与经济产业开发、文化旅游休闲、新农村建设等相结合,在治理规划阶段将治理水土流失、改善生态环境与发展流域经济统筹考虑,着力提升水保措施自身经济效益并加强经济产业建设和旅游资源开发,为解决流域治理反弹问题和创新流域治理模式提供了一条新途径。     

黄河流域碳生态安全水平空间格局与动态演进

[目的] 分析中国重要的“能源流域”黄河流域的碳生态安全水平空间差异与动态演进,客观反映黄河流域碳生态安全现状及其演变趋势,为碳生态安全格局优化提供参考。[方法] 在驱动力—压力—状态—影响—响应(DPSIR)分析框架下构建黄河流域碳生态安全评价指标体系,借助逼近于理想解的排序方法(TOPSIS)评估碳生态安全水平并运用核密度估计法分析时空演变特征。[结果] ①2012—2021年黄河流域碳汇量和碳排放量逐年增加,碳排放量增长速度快于碳汇量。从空间范围看,碳汇量具有“西高东低”的特点,而碳排放量呈“西低东高”的特征。②黄河流域碳生态安全水平逐年提升,由2012的0.356增长到2021年的0.639。在空间分布上,上游地区碳生态安全水平高于中、下游地区,呈现出“上游领先,中游追赶,下游超越”的特征。此外,碳生态安全等级均趋于良好。③基于核密度估计结果,黄河流域区域间碳安全水平差异逐渐缩小,且上游区域内碳生态安全水平差异性下降快于中、下游地区。[结论] 基于黄河流域碳生态安全现状,建议上游地区继续增强碳汇能力,中、下游地区发展附加值高的技术密集型和清洁能源产业,推动GDP绿色增长。此外,应建立碳生态补偿机制,协调解决跨区域碳生态安全问题,提升全流域碳生态安全水平。     

基于生态安全格局的干旱内陆河流域土地利用优化配置分区

为提高干旱内陆地区土地利用效率,促进土地资源可持续利用,该文以典型干旱内陆河流域石羊河为例,将GIS技术和土地利用优化空间配置模型应用到该流域土地利用优化配置研究中,提出了一种基于生态安全格局的土地利用优化配置新方法,并借助1986年、2000年和2014年3期土地利用数据对石羊河流域生态安全格局情景、耕地保护情景和自然发展情景3种模式下2030年的土地利用结构和布局进行了优化配置研究。研究结果表明：在生态安全情景下2030年耕地面积减少314.41 km2（5.32%）,但林地和草地面积分别增加1424.17 km2（33.85%）和1485.13 km2（12.05%）,同时未利用地也有较大幅度减少;而耕地保护情景则以土地开发和整治及宅基地还耕为主要目标,使得耕地到2030年增加5.85%（386.53 km2）,林地和草地分别增加7.61%（229.38 km2）和0.77%（84.58 km2）,而未利用地则减少3.91%（789.92 km2）;自然发展情景下其耕地、林地和草地到2030年均有减少,建设用地则有较大幅度增长。通过对3种综合考虑石羊河流域社会经济、生态及耕地保护等多方面的因素,研究结果认为耕地保护情景更为合理,既能保持耕地面积不减少,又能兼顾考虑生态恢复和城镇发展等方面的需求,而其它2种可为耕地保护情景进行补充和局部修正。